(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
磁性粒子担持体と、前記磁性粒子担持体に担持された磁性粒子を規制する磁性粒子規制部材とを備え、前記磁性粒子担持体に担持された磁性粒子を前記像担持体に接触させ、前記磁性粒子担持体に電圧を印加して前記像担持体を帯電する帯電装置と、
を備える画像形成装置において、
前記磁性粒子担持体と前記磁性粒子規制部材により磁性粒子の粒子溜りを形成し、前記粒子溜りに存在する前記磁性粒子の量により、磁性粒子との接触面積が変化するように前記帯電装置に配置された電極を備え、
前記磁性粒子担持体から前記磁性粒子を介して前記電極に流れる電流値を検出する電流検出装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電極は、複数の電極からなり、粒子溜りに存在する磁性粒子の量により、磁性粒子と接触する電極の数が変わる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電極は、前記粒子溜りに存在する磁性粒子が多いときの前記粒子溜りの粒子面の位置における前記電極の水平方向の長さよりも、
前記粒子溜りに存在する磁性粒子が多いときよりも前記粒子溜りに存在する磁性粒子が少ないときに、前記粒子溜りの粒子面の位置における前記電極の水平方向の長さの方が、短くなるような、形状とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電装置は、前記粒子溜りに新しい磁性粒子を供給する磁性粒子供給装置を備え、前記電流値に応じて前記磁性粒子供給装置の磁性粒子の供給量を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記磁性粒子供給装置は、供給口から前記粒子溜りに対して重力により磁性粒子を供給し、
前記電極は、前記磁性粒子担持体の回転方向の前記磁性粒子規制部材よりも上流側、且つ前記供給口よりも下流側の位置に設けられることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記粒子溜りに存在する前記磁性粒子の量によらず、前記磁性粒子との接触面積が変化しないように前記帯電装置に配置された別の電極をさらに備え、
前記制御装置は、前記磁性粒子担持体から前記磁性粒子を介して前記電極に流れる電流値、及び前記磁性粒子担持体から前記磁性粒子を介して前記別の電極に流れる電流値、に応じて前記磁性粒子供給装置の磁性粒子の供給量を制御することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記磁性粒子担持体から前記磁性粒子を介して前記電極に流れる電流値、及び前記磁性粒子担持体から前記像担持体に流れる電流値、に応じて前記磁性粒子供給装置の磁性粒子の供給量を制御することを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記磁性粒子供給装置は、前記磁性粒子担持体の長手方向に複数の供給口を備え、
前記電極は、前記磁性粒子担持体の長手方向に複数設けられ、
前記長手方向に複数設けられた電極に流れる電流に応じて、前記長手方向に設けられた複数の供給口のそれぞれからの磁性粒子の供給量を変更することを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記帯電装置は、前記磁性粒子担持体に担持された磁性粒子を排出する磁性粒子排出装置を備え、
前記電流値に応じて前記磁性粒子の排出量を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記磁性粒子担持体に担持された磁性粒子を排出する磁性粒子排出装置と、
前記粒子溜りに新しい磁性粒子を供給する磁性粒子供給装置とを備え、
前記磁性粒子排出装置により所定の速さで磁性粒子を排出、又は、前記磁性粒子供給装置により所定の速さで磁性粒子を供給しながら、磁性粒子と前記電極との接触面積が異なる状態で複数回、前記電流検出装置による電流値の検出を行い、
検出された電流値の変化量に応じて、次回行う前記磁性粒子排出装置の排出タイミング又は、次回行う前記磁性粒子供給装置の供給タイミングを決定することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記帯電装置は、前記電極を検出する検出装置を前記磁性粒子担持体の長手方向に複数そなえ、
前記長手方向に複数設けられた電極に流れる電流に応じて、前記磁性粒子排出装置の動作を制御することを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記電流検出装置により検出される電流値に応じて、警告を表示する警告表示装置を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記粒子溜りに存在する前記磁性粒子の量によらず、前記磁性粒子との接触面積が変化しないように前記帯電装置に配置された別の電極をさらに備え、
前記警告表示装置は、前記磁性粒子担持体から前記磁性粒子を介して前記電極に流れる電流値、及び前記磁性粒子担持体から前記磁性粒子を介して前記別の電極に流れる電流値、に応じて警告を表示することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記警告表示装置は、前記磁性粒子担持体から前記磁性粒子を介して前記電極に流れる電流値、及び前記磁性粒子担持体から前記像担持体に流れる電流値、に応じて警告を表示することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記電流検出装置により検出される電流値に応じて、画像形成を停止を行なう画像形成停止装置を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記粒子溜りに存在する前記磁性粒子の量によらず、前記磁性粒子との接触面積が変化しないように前記帯電装置に配置された別の電極をさらに備え、
前記画像形成停止装置は、前記磁性粒子担持体から前記磁性粒子を介して前記電極に流れる電流値、及び前記磁性粒子担持体から前記磁性粒子を介して前記別の電極に流れる電流値、に応じて画像形成を停止することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記画像形成停止装置は、前記磁性粒子担持体から前記磁性粒子を介して前記電極に流れる電流値、及び前記磁性粒子担持体から前記像担持体に流れる電流値、に応じて画像形成を停止することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ブラシ帯電方式の帯電装置を備える、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置は数多く考案されている。ここでは図１を用いて概略構成ならびに動作について簡単に説明する。
【０００３】
図１に示した画像形成装置において、コピー開始信号が入力されると感光ドラム１の表面がコロナ帯電器３により所定の電位になるように帯電される。一方、原稿照射用ランプ、短焦点レンズアレイ、ＣＣＤセンサーが一体のユニット９は、原稿台１０上におかれた原稿Ｇに対し照射走査し、その照明走査光の原稿面反射光が、短焦点レンズアレイによって結像されてＣＣＤセンサーに入射される。ＣＣＤセンサーは受光部、転送部、出力部より構成されている。ＣＣＤセンサーに入射した光はＣＣＤ受光部において電荷信号に変換され、転送部でクロックパルスに同期して順次出力部へ転送される。その後、電荷信号は信号出力部において電圧信号に変換され、増幅、低インピーダンス化されてアナログ信号として外部に出力される。こうして得られたアナログ信号は周知の画像処理を行ってデジタル信号に変換されてプリンター部に転送される。プリンター部においては、上記の画像信号を受けてＯＮ、ＯＦＦ発光されるＬＥＤ露光手段２により、感光ドラム１面上に原稿画像に対応した静電潜像を形成する。
【０００４】
次にこの静電潜像は、トナー粒子を収容した現像器４にて現像され、感光ドラム１上にトナー像を得る。現像器４には、マグネットローラを内包した現像スリーブ４１上に、現像剤をコーティングし、図示しない現像器用電源を用いて現像バイアスを印加することによって、感光ドラム１上にトナーが現像される。このようにして感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写装置７によって転写材上に静電転写される。その後転写材は、静電分離されて定着器６へと搬送され、熱定着されて画像が出力される。
【０００５】
一方、トナー像転写後の感光ドラム１の表面は、クリーナー５によって転写残りトナー等の付着汚染物の除去、必要に応じて像露光の光メモリを除去する前露光手段である前露光ランプ８による露光を受けて繰り返し画像形成に使用される。
【０００６】
従来、上記のような画像形成過程、すなわち電子写真画像形成装置に用いられる帯電装置としては、上記説明にあったコロナ帯電方式が一般的であった。しかし、近年では放電によるオゾン生成物が少なく、かつ低電力という利点を持つ接触帯電方式の検討、開発が盛んに行われ、実用化に至っている。
【０００７】
接触帯電方式とは、感光体に帯電部材を接触させ、帯電部材に電圧を印加することによって、感光体を帯電する帯電方式である。このような方式の帯電装置としては、接触帯電部材として磁気ブラシを使用した磁気ブラシ帯電装置が帯電接触の安定性という点から好ましく用いられている。
【０００８】
磁気ブラシ帯電装置は、導電性の磁性粒子を直接マグネット表面に、またはマグネットを内包するスリーブ表面に磁気的に拘束し、この磁性粒子を感光体表面に接触させ、これに電圧を印加することによって帯電を行うものである。
【０００９】
磁気ブラシ帯電装置によって、従来の有機感光体上に導電性微粒子を分散させた表層を有する感光体、又はアモルファスシリコン系感光体などを帯電する場合、磁気ブラシに印加したバイアスの直流成分とほぼ同等の帯電電位で帯電させることが出来る。このような帯電方法を以下、磁気ブラシ注入帯電方式という。
【００１０】
この磁気ブラシ注入帯電方式によると、感光体に対する帯電時に、コロナ帯電方式で使用しているような放電現象は利用しない。したがって、オゾンレスかつ低電力消費型帯電が可能である。また、高湿環境下においても放電生成物に起因する画像流れが発生しないという大きなメリットがある。
【００１１】
また、アモルファスシリコン系感光体は、有機感光体に比べて硬度が高いため、感光体寿命が長く、製品のランニングコストをより安くできる可能性を持つ。
【００１２】
上記のように、磁気ブラシ注入帯電方式とアモルファスシリコン系感光体の組み合わせは、耐久性、安定性の面で優れたシステムである。
【００１３】
しかしながら、磁気ブラシ注入帯電方式は長期の使用により、帯電容器内の導電性磁性粒子表面の磨耗、通電破壊、クリーニングブレードをすり抜けた現像剤などの異物が磁気ブラシに入り込むこと等によって磁性粒子の電気特性や粉体特性が変化してしまう。具体的には、磁性粒子の抵抗上昇や流動性変化によるスリーブコート性の悪化等が起こる。このような磁性粒子の劣化が不可避であるため、画像形成装置の長期使用に伴い、磁性粒子の交換という作業を行う必要がある。
【００１４】
このような導電性磁性粒子の劣化は、２成分現像方式においても同様に発生する。２成分現像方式は、電子写真方式の画像形成装置、その中でも特に有彩色の画像形成を行う画像形成装置において、非磁性トナーと磁性粒子（現像用キャリア）を混合して現像剤とし、従来広く利用されている現像方式である。この現像剤も同様に劣化していく。
【００１５】
これら帯電用磁性粒子や現像剤等の剤が劣化した場合、剤の交換が行われる。剤を交換するうえで、劣化した剤を排出する輩出手段の排出量と、新しい剤を補給する補給手段の補給量を常に一定に定めることは容易である。しかし、例えば排出量の変動や補給装置の補給精度によって、排出量と補給量のバランスが崩れてしまう可能性がある。
【００１６】
２成分現像装置において、現像剤の排出と補給を行う場合、現像剤の排出量が補給量より多くなると、現像装置中の現像剤面が徐々に低下し、場合によっては現像剤が現像スリーブに供給されないという問題が起こる可能性がある。
【００１７】
逆に、現像剤の排出量が補給量より少なくなった場合、過剰な現像剤が現像スリーブに供給されたり、現像装置中に収容しきれずに溢れ出す可能性がある。
【００１８】
このような問題に対する解決策が、２成分現像方式において従来いくつか提案されている。
【００１９】
例えば〔特許文献１〕は、キャリアとトナーを攪拌する攪拌手段と、同攪拌手段で攪拌された現像剤を感光体へと供給する現像ロールとを備えた電子写真複写機用現像装置における現像剤の排出手段および補給手段を記載している。前記攪拌手段の上方にキャリア補給装置とトナー補給装置とを分離または一体化して設け、現像装置の側壁に現像剤溢出部を設けている。そのため、新しい現像剤を前記補給装置により少しずつ補給すると共に、前記現像剤溢出部より現像剤を排出することができ、前記現像装置内の現像剤の特性を一定に維持させることができる。その結果、複写物の画質も一定に保持させることができる。
【００２０】
つまり、攪拌領域で粒子面を規制しながら現像剤を補給し、劣化した現像剤を新しいものと徐々に入れ換えていくことで、剤全体の劣化進行が止まり、特性が安定する。これによって、現像剤交換という作業を不要にし、メンテナンス性を向上させているのである。
【００２１】
この他にも、例えば〔特許文献２〕で提案されているように、キャリアの排出は、かぶり取り電位によって、現像スリーブから感光体上の非画像域にキャリアを現像することで行い、現像スリーブへの現像剤の供給は、キャリア排出域以外に行う方法がある。
【００２２】
攪拌領域での現像粒子面は、通常現像スリーブ長手方向全域にわたって現像剤が供給される高さに設定されており、キャリア排出域の現像スリーブ上にも現像剤が供給され、現像ニップ部で感光体上にキャリアが付着し、キャリア排出が行われる。しかし、攪拌領域の現像粒子面が所定の高さ以下であると、キャリア排出域のみ、現像スリーブへの現像剤の供給が行われず、従って現像ニップ部でキャリアは排出されないので、それ以上現像粒子面が低くなることはない。所定の現像粒子面とは、キャリア排出域以外でも、現像スリーブへの現像剤の供給が行われなくなる高さである。
【００２３】
つまり、現像スリーブから現像剤攪拌領域への磁気拘束力の届く範囲で、現像粒子面を規制して一定に保つように工夫されている。
【００２４】
以上のことから、トナーとキャリアから成る２成分剤を用いる現像装置においては、トナーとキャリアとを攪拌する攪拌手段を有するため、現像スリーブからの磁力が及ばない現像剤攪拌領域で粒子面の高さを重力で規制することができる。そして、現像剤の量を一定に保つことができる。したがって、現像剤の交換が不要であるという高メンテナンス性を有し、且つ安定した現像剤量の調整を、簡易な構成で実現することができる。
【特許文献１】特公平２−２１５９１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３０２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかし、磁気ブラシ帯電方式においては、トナーとキャリアの攪拌を行う上記２成分現像装置のように剤を攪拌する必要がなく、ほとんどの磁性粒子に帯電スリーブの磁気拘束力が及んでしまい、これまでのような粒子面を重力で規制する手法を用いることができない。
【００２６】
磁力が及ばない領域を設けようとすると、その分スペースが必要になってしまうと同時に、粒子面を長手方向に均一に慣らすため、不必要な攪拌部材等を設けなければならない。
【００２７】
つまり、従来２成分現像装置等で広く使われているキャリアの入れ換え手段は、磁気ブラシ帯電装置においては、余分な攪拌機構およびスペースを確保しなければならず、コストアップや装置の大型化につながることが懸念された。また、攪拌機構があったとしても、より正確な粒子面の高さを制御することが望まれていた。
【００２８】
そこで、本発明の目的は、磁気ブラシ帯電方式の帯電装置において、磁性粒子の粒子面の高さを精度よく検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記の目的は、以下に述べるような画像形成装置によって達成される。
【００３０】
像担持体と、
磁性粒子担持体と、前記磁性粒子担持体に担持された磁性粒子を規制する磁性粒子規制部材とを備え、前記磁性粒子担持体に担持された磁性粒子を前記像担持体に接触させ、前記磁性粒子担持体に電圧を印加して前記像担持体を帯電する帯電装置と、
を備える画像形成装置において、
前記磁性粒子担持体と前記磁性粒子規制部材により磁性粒子の粒子溜りを形成し、前記粒子溜りに存在する前記磁性粒子の量により、磁性粒子との接触面積が変化するように前記帯電装置に配置された電極を備え、
前記磁性粒子担持体から前記磁性粒子を介して前記電極に流れる電流値を検出可能な電流検出装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の効果は、磁気ブラシ帯電方式の帯電装置において、粒子溜りに形成される粒子面の高さを精度良く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（実施例１）
まず図２に、本実施例において用いた画像形成装置について模式的に示す。本実施例では、従来の例である図１のコロナ帯電器３の替わりに、図３に示すような構成の磁気ブラシ帯電器３０を感光体の帯電装置として用いた。像担持体としては、負帯電のａ−Ｓｉ系感光ドラムを用いた。
【００３３】
本実施例では、負帯電のａ−Ｓｉ系感光ドラムとして、φ８０ｍｍのＡｌからなる導電性支持体の表面に順次積層させたもので、正電荷阻止層、光導電層、負電荷阻止層、表面保護層から構成される感光ドラムを用いた。
【００３４】
感光ドラム１の直径はφ８０ｍｍ、回転速度は３００ｍｍ／ｓｅｃであり、それに対して、帯電スリーブ３１は回転速度が２００ｍｍ／ｓｅｃ、即ち相対速度５００ｍｍ／ｓｅｃで帯電を行った。前露光ランプ８には波長６６０ｎｍのＬＥＤを用い、約３７０Ｌｕｘ．ｓｅｃ．の光量で感光ドラム１表面を露光させた。
【００３５】
現像器４には、マグネットローラを内包した現像スリーブ４１上に、現像剤をコーティングし、図示しない現像器用電源を用いて現像バイアスを印加することによって、感光ドラム１上にトナーが現像される。現像剤としては、粒径が約７μｍの負帯電性トナーと、約３５μｍの現像用磁性粒子を用いた。現像スリーブ４１は、感光ドラム１と同方向に回転し、その周速は約４５０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００３６】
感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写装置７によって転写材上に静電転写される。その後転写材は、静電分離されて定着器６へと搬送され、熱定着されて画像が出力される。
【００３７】
一方、トナー像転写後の感光ドラム１の表面は、クリーナー５によって転写残りトナー等の付着汚染物の除去、必要に応じて像露光の光メモリを除去する前露光ランプ８による露光を受けて繰り返し画像形成に使用される。
【００３８】
クリーナー５としては、厚さ２ｍｍのウレタン製のクリーニングブレード５１を用い、転写残トナーをクリーニングブレード５１で感光ドラム１上から掻き落とすことによりクリーニングを行った。
【００３９】
本実施例で用いた帯電手段である磁気ブラシ帯電器について、図３に示す磁気ブラシ帯電器３０を例にして説明する。
【００４０】
磁気ブラシ帯電器３０は、内部に固定のマグネット３２が設けられた、磁性粒子担持体である回転自在の非磁性の帯電スリーブ３１を備える。帯電スリーブ３１上に帯電用の磁性粒子３４が磁界によってブラシ状に形成されてる。磁性粒子３４は、磁性粒子規制部材である規制ブレード３３によって帯電スリーブ上の層厚規制される。帯電用の磁性粒子３４は、帯電スリーブ３１の回転にともない搬送される。
【００４１】
帯電スリーブに内包されるマグネット３２において、感光ドラム１に対向する極Ｓ１の磁束密度の大きさは、約９０ｍＴになるようにした。その理由は、感光ドラムに対向する磁束密度が５０ｍＴよりも小さいと、磁性粒子３４がマグネットの拘束力から逃れて、感光ドラムの表面に移動してしまう、所謂キャリア付着という現象が発生してしまうからである。より好ましくは７０ｍＴ以上が好適である。また、１３０ｍＴよりも大きいと、磁性粒子３４の感光ドラム１に対する摺擦力が大きくなることによって、感光ドラム１の表面保護層を磨耗し過ぎてしまうという問題が生じるからであり、より好ましくは１１０ｍＴ以下が好適である。
【００４２】
規制ブレード３３と帯電スリーブ３１との間隔は３００μｍに設定した。帯電スリーブ３１と感光ドラム１との対向位置から帯電スリーブ回転方向上流側の４５°の位置に規制ブレード３３を配置した。
【００４３】
上記帯電スリーブ３１の外径は２０ｍｍを使用し、感光ドラム１と対向する位置においてカウンター方向に回転する。また、帯電スリーブ３１に電源３９から帯電電圧を印加することにより、磁性粒子３４から電荷が感光ドラム１上に与えられ、帯電電圧に対応した電位に帯電される。
本実施例では、印加する帯電電圧はＤＣ−５００Ｖに１ＫＨｚの矩形ＡＣバイアス３００Ｖｐｐを重畳し、帯電スリーブ３１と感光ドラム１の間隔は３５０μｍに設定した。
【００４４】
磁性粒子３４としては、平均粒径が１０〜１００μｍ、飽和磁化が２０〜２５０ｅｍｕ／ｃｍ３、抵抗が１０２〜１０１０Ω・ｃｍのものが好ましい。帯電能を良くするには、できるだけ抵抗の低いものを用いる方が良いが、感光ドラムにピンホールのような絶縁の欠陥が存在することを考慮すると１０６Ω・ｃｍ以上のものを用いることが好ましい。本実施例では、フェライト表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行い、更にカップリング処理を施している。具体的には、平均粒径が３５μｍ、飽和磁化が２００ｅｍｕ／ｃｍ３、抵抗が５×１０６Ω・ｃｍ、比重が４．７ｇ／ｃｍ３、比透磁率２．４のものを帯電用磁性粒子として用いた。また、磁気ブラシ帯電器３０への初期充填量は、５０ｇとした。
【００４５】
本実施例において用いた磁性粒子３４の抵抗値は、底面積が２、２８ｃｍ２の金属セルに帯電用磁性粒子を２ｇ入れた後１ｋｇ／ｃｍ２で荷重し、１００Ｖの電圧を印加して測定した。
【００４６】
次に磁性粒子の排出方法について図３を用いて説明する。
【００４７】
磁気ブラシ帯電器３０には、図３に示すように磁性粒子排出装置である排出装置３７を設置した。排出装置３７は、回収スリーブ３７１と、回収スリーブ３７１に当接するスクレーパー３７２を備える。本実施例では、回収スリーブ３７１は帯電スリーブ３１と５００μｍの間隔で設置した。非画像形成領域などで帯電スリーブ３１への電圧印加が行われていないとき、回収スリーブ３７１に電源から矩形パルス電圧を加える。回収スリーブ３７１にパルス電圧を加えると、回収スリーブ３７１と磁気ブラシとの接点で瞬時に急激な電位差が生じ、接点付近にある磁性粒子３４に静電的な力がはたらく。この力により、磁性粒子３４を前記回収スリーブ３７１に付着させ、帯電スリーブ３１から磁性粒子３４を回収する。この力により、回収スリーブ３７１側に磁性粒子を回収する。
【００４８】
前記回収スリーブに回収された前記磁性粒子３４は、スクレイパー３７２によって剥ぎ取られ廃棄される。
【００４９】
このとき、回収スリーブ３７１に印加するパルス電圧の絶対値は、１００Ｖ〜１ＫＶの範囲内に設定することが好ましい。１００Ｖより小さいと、１回の帯電剤排出量が少ないかあるいは排出が行われない場合がある。また、排出量を多くしたければ、この絶対値は大きい方が良いが、放電してしまうことによる悪影響を考慮すると、１ＫＶ以下が適当である。
【００５０】
本実施例では、−５００Ｖの電圧をパルス幅１００ｍｓｅｃで印加し、１回でおよそ６０ｍｇの磁性粒子３４を感光ドラム１上に排出することができた。
【００５１】
他にも磁性粒子の排出方法としては、帯電スリーブ３１に直接スクレイパーを近づけ剥ぎ取る方法等が知られており、同様の効果が得られることは明白である。
【００５２】
次に、磁性粒子３４の供給量制御の方法について図３を用いて説明する。
【００５３】
磁気ブラシ帯電器３０は磁性粒子供給装置である供給装置３５を備える。供給装置３５は、新しい磁性粒子を備える収容室と供給口と供給口に設けられた供給用スクリュー３５１を備える。帯電スリーブ３１を備える帯電室と、収容室は壁で仕切られている。新しい磁性粒子は、収容室と帯電室との間に設けられた供給口から供給用スクリュー３５１を用いて供給される。磁性粒子の供給量は供給用スクリュー３５１の回転数によっておおよそ定められている。ここでは、一回の回転で帯電用磁性粒子およそ３００ｍｇずつ供給を行うスクリューを用いた。このスクリューの回転数は、制御装置によって定められる。
【００５４】
磁性粒子の供給の制御装置としてＣＰＵ３６を用いている。また、ＣＰＵ３６は電流検出装置を兼ねており、帯電スリーブ３１から磁性粒子を介して検知電極３６１に流れる電流を検出する。上記ＣＰＵ３６は、規制ブレード３３に進入する手前の磁性粒子３４の循環部分に、どれだけ磁性粒子３４が溜っているかその粒子溜り量（大きさ）を見極め、供給用スクリューの回転数を決定する。粒子溜りは、帯電室内に規制ブレード３３と帯電スリーブ３１とにより形成される。
【００５５】
検知電極３６１は、銅テープを使用し、粒子溜り上部の壁面に貼りつけ、磁性粒子を介して流れる電流を検知する。ここでは厚さ３００μｍの銅テープを使用した。検知電極３６１は、粒子溜りにある磁性粒子量の大小により、磁性粒子と検知電極との接触面積が変化するような位置に設けられる。このような位置であれば電極の位置は特に限定されない。供給口から重力により粒子溜りに対して磁性粒子を供給するような場合は、検知電極３６１は、帯電スリーブ３１の回転方向の規制ブレード３３よりも上流側、且つ供給口よりも下流側の位置に設けられることが好ましい。帯電動作が行われる際、帯電スリーブ３１に帯電バイアスが印加され、磁性粒子が電極３６１に触れると、帯電スリーブ３１から磁性粒子経由で電流が流れ、磁性粒子３４が電極３６１に触れないと電流が流れない。
【００５６】
本実施例では、電流検知用の検知電極３６１を縦２ｍｍ×横５ｍｍとし、それを２つ上下に配置した。二つの電極は、粒子溜りに存在する磁性粒子の量により、磁性粒子と接触する検知電極の数が変わるようになっている。帯電スリーブ３１にバイアスが印加されている帯電動作中は、常時、粒子溜りの磁性粒子の量検知が行われる。磁性粒子の供給の方法のひとつとして、粒子溜りの磁性粒子量が少なくなり、下側の電極が電流を検知しなくなると供給用スクリュー３５１の回転をスタートし、上側の電極が粒子溜りを検知すると上記スクリューの回転を止める。この場合の供給動作の制御フローを図１８を用いて説明する。
【００５７】
下側の検知電極に流れる電流Ｉが０になったら、磁性粒子の供給動作を行なう（Ｓ１、Ｓ２）。
【００５８】
上側の検知電極に流れる電流Ｉ’が基準電流以上になったら供給動作をストップする（Ｓ３、Ｓ４）。ここでは、電流０．４ｍＡ（基準電流）以上流れた場合に磁性粒子３４を検知したと定義した。排出・供給動作を制御する基準となる基準電流は、記憶媒体である不揮発性メモリ１０１に記憶されている。本実施例では、電極からの電流を１ＫΩの抵抗を介して電圧を取り出し、Ａ／Ｄコンバーターを通じてＣＰＵ３６で読み取る動作を、上下の電極に対して２回線並列に動作させた。
【００５９】
さらに、上下の電極の取り付け位置を決定するために、適正な磁性粒子の量を判断する実験を行った。磁気ブラシ帯電器３０に充填する磁性粒子３４の量を変化させ、そのときの粒子溜りの粒子面と帯電スリーブ３１のコート状態を観察した。結果は図４に示すように、導電性磁性粒子の量が２０ｇより少ないと磁性粒子の量が不十分でスリーブを覆いきれなくなり、７０ｇより多いと粒子溜り領域で磁性粒子３４が詰まってコート不良が発生する。また、図４の△としている範囲は、コート不良は発生しないがコート量が少なくなったり、コート面が均一でなくなったりと不安定になりやすい。つまり、粒子面が規制ブレード３３の規制部分から１０ｍｍ〜１５ｍｍの範囲にあれば良いことがわかる。
【００６０】
したがって、取り付ける上下２つの電極３６１の位置は、それぞれ規制部から１０ｍｍ、１５ｍｍとした。
【００６１】
以上のような、磁性粒子３４の入れ換え動作を行うことによって、長時間の帯電動作による帯電電位の低下やコート不良が抑制できるかを確認する実験を行った。
【００６２】
図５は、印字比率１０％の画像を磁性粒子３４の入れ換えを行わずに長時間の出力を行なった場合と、１００枚出力する度に、本実施例に記載した磁性粒子の排出及び供給動作を行なった場合との帯電電位の変化の図である。磁性粒子３４の入れ換えを行わずに長時間の画像出力をし続けると、１０万枚出力した頃には帯電電位が初期電位の１０％程度減少し、画質に影響を及ぼすレベルであった。対して、１００枚画像出力する度に、排出及び供給動作を行なった場合は、１００万枚画像出力した後にも帯電電位を維持することができ、コート不良も発生しないことを確認することができた。なお、排出動作も検知電極に流れる電流に基づいて行なっても良い。例えば、下側の検知電極から流れる電流が検知されなくなるまで排出動作を行ない、その後、供給動作を開始して上の検知電極に流れる電流が検知されたら排出動作を行なうとしてもよい。
【００６３】
このようにすることで、安定して磁性粒子の量調整を、複雑な機構を設けることなく簡易な構成且つ省スペースで実現することである。帯電用磁性粒子の場合、絶縁体であるトナーを含む２成分現像剤と違い、検知用電極と磁性粒子に流れる電流を検知することにより磁性粒子の粒子面を検知することが可能である。
【００６４】
（実施例２）
実施例１では、検知電流０．４ｍＡを基準電流とし、同基準電流との比較のみで検知の有無を考えた。検知電極３６２に流れる電流の値は、検知電極３６２と磁性粒子の触れている面積等で変化する。したがって、検知電極に流れる電流の推移をモニターすることにより、さらに正確な磁性粒子の量検知が可能である。
【００６５】
本実施例では、実施例１における電極を、粒子溜りの積載方向に上下２台設置するのではなく、図６に示すような上下に長い電極３６２を１つだけ用いた。これにより、粒子溜りに存在する磁性粒子の量に応じ連続的に電流が検知されるように工夫した。
【００６６】
本実施例では、検知電極３６２を縦１２ｍｍ×横５ｍｍとし、規制ブレード３３の規制部から上方に７ｍｍ〜１９ｍｍの範囲に取り付けた。
【００６７】
実施例１より、粒子溜りの粒子面を規制部から１０ｍｍ〜１５ｍｍの範囲になるよう磁性粒子量を設定することで、コートが安定するので、その範囲を網羅する電極が必要である。
【００６８】
基準電流値を２通り設け、粒子溜りの磁性粒子の量（大きさ）が少なくなり、検知される電流が第１の基準電流を下回ると帯電剤の供給をスタートし、もう一方の第２の基準電流を上回ると供給を止める。
【００６９】
供給動作の制御フローを図１９を用いて説明する。
【００７０】
検知電極に流れる電流Ｉが第１の基準電流以下になったら、磁性粒子の供給動作を行なう（Ｓ１、Ｓ２）。
【００７１】
検知電極に流れる電流Ｉが基準電流以上になったら供給動作をストップする（Ｓ３、Ｓ４）。
【００７２】
本実施例において、粒子溜りの粒子面が変化した場合、検知される電流がどのように変化するか実験を行った。結果は図７に示す。実施例１同様、粒子面を規制部から１０ｍｍ〜１５ｍｍの範囲になるように設定するため、本実施例で基準電流の上下限をそれぞれ６ｍＡ、１６ｍＡと決定した。このようにすることで、コートが安定する領域で粒子面をコントロールすることができる。
【００７３】
この方法を用いることにより、実施例１では２回線必要だった電流の読み取り動作が実施例２では１回線で済む。
【００７４】
さらに本実施例で用いた電極の形状を図８（ａ、ｂ、ｃ）のように、三角形・階段状に徐々に広げるかあるいは上位になるほど電極を密にすることにより、粒子溜りの粒子の一番上の面（粒子面）の変化に敏感な電流検知が可能となる。つまり、粒子溜りに存在する磁性粒子が多い時の粒子面の位置における電極の水平方向の長さよりも、粒子溜りに存在する磁性粒子が少ない時の粒子面の位置における電極の水平方向の長さの方が、短くなるようにしている。これにより、図９に示すような粒子面の変化に敏感な電流検知が可能になり、より高感度の供給量制御が実現できる。
【００７５】
例えば、本実施例で用いた四角形の電極では、適正な粒子面領域１０ｍｍ〜１５ｍｍ内に粒子面を維持するために基準電流の範囲を６ｍＡ〜１６ｍＡとした。これに対し、図８（ａ）の三角形の電極を用いると、同じ電流６ｍＡ〜１６ｍＡの範囲で粒子面は１３ｍｍ〜１６ｍｍと変化が少なく、粒子面変化に対して検知電流が大きく変動することが分かる。粒子面が適正領域から外れた場合、電流値の変化も大きいので、より精密な検知動作が可能になる。
【００７６】
この他にも、電極には様々な形状を採用することができ、連続的あるいは断続的に電極面積が変化する形状を用いることで、様々な粒子面検知制御が可能である。
【００７７】
（実施例３）
本実施例では、実施例１，２の供給手段の供給用スクリュー３５１および検知装置の検知電極３６３を、図１０に示すように帯電スリーブ３１の長手方向に複数台設け、長手方向の粒子溜り量の偏りを軽減する構成とする。
【００７８】
供給装置３５内部には剤搬送用の供給用スクリュー３５１が長手方向に複数設けてある。供給用スクリュー３５１の回転数は、長手方向のそれぞれの電極に流れる電流によって定める。
【００７９】
本実施例では、検知電極３６３をそれぞれの供給用スクリュー３５１に対応する位置に複数ヶ所に設置し、各電極３６３に流れる電流を検知しながら、複数個設けた供給用スクリュー３５１のそれぞれの回転数を独立に制御することを特徴とする。
【００８０】
ここでは、実施例２で用いた供給装置および検知装置を長手方向に３つそれぞれ奥、中央、手前に設置した。さらに、それそれの検知装置から検知される電流が６ｍＡ以下になると、検知装置と対応した供給スクリューから磁性粒子の供給をスタートし、電流が１６ｍＡを超えると対応するスクリューの供給を止めるように設定した。このような動作を繰り返すことで、実施例１，２同様に粒子面を規制部から１０ｍｍ〜１５ｍｍの範囲に保持することができ、長手方向の磁性粒子量を均一に近づけることができる。
【００８１】
本実施例では、長手方向において磁性粒子の供給量を変更できるようにしている。以上の方法を用いることにより、磁性粒子の量を一定に保持するのと同時に、粒子溜りの長手方向の偏りを無くすことが可能となった。
【００８２】
（実施例４）
本実施例では、磁性粒子３４の抵抗変化に対して、参照電流を検知する手段を別途設け、実施例１〜３の粒子溜まりの粒子量検知のための電流（基準電流）を補正する。
【００８３】
画像形成を繰り返していくことによる使用劣化や異物混入、あるいは、動作環境の違い等により磁性粒子の抵抗が変化することがある。実施例１〜３では、磁性粒子の抵抗変化が、粒子溜りの粒子量を検知する電極に流れる電流にほとんど影響を与えない場合に有効である。しかし、磁性粒子の抵抗値の変化が大きく、実施例１〜３で検知電極から得られる電流をそのまま用いると、所望の磁性粒子充填量から外れてしまう場合がある。本実施例では、図１１に示すように、磁性粒子の量が変動していても常に磁性粒子が十分に接触可能な位置に、新たに別の電極３６４を配置し、磁性粒子の抵抗変化に対応した参照電流を検出している。参照電流量の変化を読み取り、磁性粒子供給量調整のための基準電流を補正することができる。
【００８４】
本実施例において、補正用に新たに設ける検知電極３６４は２．５ｍｍ×２ｍｍとし、規制ブレードの磁性粒子が接している面に設置した。
【００８５】
使用初期の磁性粒子では、上記電極に流れる電流は２ｍＡである。実施例１における電流の閾値は、この検出電流の０．２倍とし、実施例２および３における基準電流は、上下限のしきい値をそれぞれこの検出電流の３倍、８倍と補正する。そうすると、磁性粒子の抵抗変化によらず、正しい粒子面の情報を取り出すことができる。
【００８６】
例えば、補正用の検出電流が初期の２ｍＡから半分の１ｍＡに減少したとすると、実施例２および３において６ｍＡ〜１６ｍＡと定めた基準電流を、３ｍＡ〜８ｍＡと新たに補正し、磁性粒子の供給動作をコントロールする。
【００８７】
供給動作の制御フローを図２０を用いて説明する。
【００８８】
補正電極の電流を検知して、基準電流を補正する（Ｓ４１）。下側の検知電極に流れる電流Ｉが０になったら、磁性粒子の供給動作を行なう（Ｓ４２、Ｓ４３）。
【００８９】
上側の検知電極に流れる電流Ｉ’が基準電流以上になったら供給動作をストップする（Ｓ４４、Ｓ４５）。
【００９０】
このような補正を行うことで、外乱等によって磁性粒子の抵抗が急激に変化しても、磁性粒子の排出ばかり行われることなく、一定量を保った入れ換え動作が継続可能である。
【００９１】
なお、磁性粒子の抵抗を測定する方法としては、図１２のように帯電スリーブ３１から、感光ドラム１へ流れる電流を検知する様にしてもよい。帯電スリーブ３１と感光ドラム１との間には磁性粒子が常に存在しており、電流を検知することで磁性粒子の抵抗変化を予測することができる。なお、装置の使用により感光ドラムの膜厚変化によって流れる電流が変化する場合がある。そこで、ドラムの膜厚変化が大きい場合には、記憶媒体である不揮発性メモリ１０１に装置使用にともなう電流量変化の補正データを格納しておき、膜厚変化による電流の影響を補正することが好ましい。
【００９２】
（実施例５）
実施例１〜４では、一定間隔で磁性粒子の排出・供給を行っており、画像比率等の使用状況により磁性粒子の劣化レベルが異なってくる。
【００９３】
そこで本実施例では、磁性粒子の劣化レベルに合わせて磁性粒子の交換頻度を調整し、磁性粒子の抵抗変化を最小限に抑える方法について説明する。また、この方法を用いることにより、一つの電極で磁性粒子の量検知と劣化レベルの検知を同時に行うことができる。
【００９４】
実施例１においては、図３の粒子溜り上部の壁面に取り付けた上下２つの検知電極３６１から検知される電流が、閾値を上回ることにより磁性粒子３４の量を判断した。
【００９５】
しかし、画像形成を繰り返していくことによる使用劣化や異物混入、あるいは、動作環境の違い等により磁性粒子の抵抗が変化することがある。
本実施例では、所定のスピードで排出を行った場合に、検知電極３６１に流れる検知電流の減少率を読み取ることで、所望の充填量を正確に設定することができ、補給量を適正に定めることが可能である。
【００９６】
例えば、図１５に、未使用の磁性粒子Ａと外添剤によって故意に抵抗を上げた磁性粒子Ｂをそれぞれ、磁気ブラシ帯電器３０に５０ｇ充填し、所定のスピードで排出を行ったときの下側電極の電流値を示す。
【００９７】
図１５では、排出動作を開始して２７．３秒以降、下側電極に粒子面があり、４４．１秒時点で磁性粒子が電極に触れなくなっていることが分かる。また、磁性粒子Ａと磁性粒子Ｂでは、２７．３〜４４．１秒の電流値の減少率が違っている。
【００９８】
この結果から、電極幅を磁性粒子の粒子面が横切るときに、抵抗の高い磁性粒子Ｂは、未使用の磁性粒子Ａより電流の減少率・つまり傾きの絶対値が小さくなっていることが分かる。つまり、この傾きから磁性粒子の劣化度合いを判断することができる。磁性粒子面が電極に十分触れている時の電流値を読み取っても、劣化度合いの判断をすることが可能である。しかし、実際の画像形成中の装置においては、常に磁性粒子の抵抗は変化しており、磁性粒子の劣化と磁性粒子面の変動のどちらが電流変化に寄与しているか判断することが難しい。従って、排出動作を行いながら確実に磁性粒子面が変化している状況下で電流値を測定することで、磁性粒子面の変化による影響をキャンセルし、磁性粒子の劣化度合いを判断することが可能となる。
【００９９】
本実施例では、磁性粒子排出装置により磁性粒子を排出しながら、磁性粒子と電極との接触面積が異なるタイミングで、電流検出装置であるＣＰＵが検知電極に流れる電流値を複数回検出する。そして、検出された電流値の変化量に応じて、次の磁性粒子排出装置の排出タイミングを決定する。具体的には、検知電流の値をサンプリング周期３６０ミリ秒でメモリに一時保管し、検知電流がゼロになった時点から１２．６秒さかのぼった前の値を読み取る方法を用いた。この方法で得た電流値を、実施例４同様に磁性粒子面の検知のための基準電流の補正に使用することも可能である。例えば、ゼロになった時点から１２．６秒さかのぼった前の電流値が、磁性粒子の劣化がない場合は３ｍＡで、劣化した磁性粒子では当該電流値が２．７ｍＡであった場合は、劣化した磁性粒子の剤面検知のための基準電流値を０．９倍にする補正を行う。上下両電極について同様に行うことが可能である。本実施例では下側電極の電流減少率を読み取った。また、定常補給を行った場合には増加する電流の変化を読み取ることができることは明白である。例えば、補給を行いながら磁性粒子と電極との接触面積が異なるタイミングで電流を検知し、検知した電流の変化量に応じて、次の磁性粒子の排出・供給タイミングを決定しても良い。
【０１００】
１２．６秒間に減少する電流は、未使用の磁性粒子が接している場合３ｍＡである。この未使用時の磁性粒子の場合の、１２．６秒間当たりの電流減少値Ｉｉを基準とした。そして、劣化した磁性粒子も同様に一定のスピードで排出を行い、１２．６秒間当たりの電流減少値Ｉｃを調べた。
【０１０１】
電流の変化を５％以内に抑えることを目標とすると、電流値減少値Ｉｃが２．８５ｍＡ以下にならないように磁性粒子の入れ換え頻度を調整する必要がある。低印字率の画像形成においては、それほど電流値の変化が大きくないので、磁性粒子の入れ換え頻度を少なくすることで、余分な磁性粒子の消費を防ぐことができる。逆に、高印字率の画像形成後はより少ない枚数間隔で磁性粒子の交換をする必要があることが分かった。印字率に応じた（磁性粒子の汚染度合いに応じた）適正な磁性粒子の入れ換え頻度を定める必要がある。
【０１０２】
そこで、印字比率２５％、５０％、１００％それぞれにおいて、１００枚画像出力し、１００枚画像出力後の１２．６秒間の電流減少値Ｉｃを調べた。また、印字比率２５％、５０％、１００％の画像出力をそれぞれ行い、電流減少値Ｉｃが許容値の２．８５ｍＡに到達するまでに必要な印字枚数を実験的に求めた。
【０１０３】
印字率２５％、５０％、１００％それぞれについて、１００枚画像出力した場合の電流減少値Ｉｃは、２．９０ｍＡ、２．８０ｍＡ、２．６２ｍＡであった。｜Ｉｉ−Ｉｃ｜は、それぞれ０．１０ｍＡ、０．２０ｍＡ、０．３８ｍＡである。なお、｜Ｉｉ−Ｉｃ｜は、磁性粒子の劣化により検知電流が変化したときの変動幅である。
【０１０４】
また、印字率２５％、５０％、１００％それぞれについて、電流減少値Ｉｃが許容値の２．８５ｍＡに到達するまでに必要な印字枚数は、１５０枚、９５枚、４０枚であった。
【０１０５】
印字比率２５％、５０％、１００％それぞれにおいて、１００枚画像出力したときの電流変化｜Ｉｉ−Ｉｃ｜と、電流値Ｉｃが許容値の２．８５ｍＡに到達するまでの印字枚数をプロットした結果を図１６に示す。
【０１０６】
この変動幅｜Ｉｉ−Ｉｃ｜の大きい場合は印字率が大きい（磁性粒子の劣化が大きい）と判断し、劣化スピードに応じた磁性粒子の入れ替えの間隔を関連付けることができる。
【０１０７】
磁性粒子入れ換えの間隔Ｐｉｎｔｅｒｖａｌ（枚）を図１６実験結果のフィッティングにより、以下の式のように定めることができる。
Ｐｉｎｔｅｒｖａｌ（ｎ＋１）＝２５０×ｅｘｐ（−５×｜Ｉｉ−Ｉｃ｜×（１００／Ｐｉｎｔｅｒｖａｌ（ｎ）））        （１）
この結果から、次回の磁性粒子入れ換えのタイミングを決定する。
式（１）は、本実施例の構成において、電流変化｜Ｉｉ−Ｉｃ｜の上限を初期電流Ｉｉの５％つまり０．１５ｍＡとした場合に最適化されている。したがって、抵抗の変動許容範囲等が異なったりすると図１６に示すグラフも変わってくるため、式（１）が変化することは明らかである。
【０１０８】
また、電流変化｜Ｉｉ−Ｉｃ｜は、出力枚数によって変動するので、２回目以降のＰｉｎｔｅｒｖａｌは式（１）のように、前回のＰｉｎｔｅｒｖａｌの比率をとることにした。
【０１０９】
また、磁性粒子は電流変化が見られない場合でも、摩擦などにより表面性や流動性が変化するため、ここでは最長２５０枚で一回磁性粒子の入れ換えを行うことにした。
【０１１０】
本実施例では、入れ換え動作を紙間の非画像領域で行い、最初のインターバルは１００枚とした。
【０１１１】
このように定めた間隔Ｐｉｎｔｅｒｖａｌで排出及び供給動作を制御した場合、形成する画像が高印字率の場合は、次回の磁性粒子の入れ替えのタイミングが早くなるため、磁性粒子の抵抗変動を小さくすることができる。また、低印字率の場合は、次回の磁性粒子の入れ替えのタイミングが遅くなるため、余分な剤交換を最小限に抑えることができる。
【０１１２】
実際に印字率３％の画像を出力する耐久試験と、印字率１００％の画像を出力する耐久試験を行った。耐久枚数は、それぞれ１０万枚とした。帯電容器には５０ｇ磁性粒子を充填し、途中排出・供給動作を行う。排出は、下側電極で電流が検知できなくなる粒子面１０ｍｍの位置まで行うのに４４．１秒要し、供給は、上側電極の電流が検出される粒子面１５ｍｍの位置まで行うのに１２．５秒要した。つまり、一連の磁性粒子排出・供給に要する時間はおよそ１分間かかることになる。
磁性粒子の排出・供給を１００枚間隔一定で行った場合、試験時間は４２時間かかった。印字率３％の画像出力の耐久試験では帯電電位の変化はほとんど無かったものの、印字率１００％では帯電電位は元の４８５Ｖから４４０Ｖまで変化していた。これは、印字率１００％の場合、磁性粒子の排出・供給を１００枚間隔一定で行なった場合、排出・供給の頻度が少ないために磁気ブラシ帯電器が汚染されてしまったためと思われる。
【０１１３】
これに対し、本実施例で述べた方法で磁性粒子の排出・供給間隔を制御した場合、印字率３％では帯電電位の変化がほとんどなく試験時間は３３時間で済んでいる。また、印字率１００％については、帯電電位の変化は４８５Ｖから４７５Ｖと１００枚間隔一定で行った場合よりも帯電電位の変化が少なくなっていた。
【０１１４】
本実施例では、実施例１と同様に検知電極を二つ設けている。画像形成枚数が磁性粒子入れ換えの間隔Ｐｉｎｔｅｒｖａｌに達すると磁性粒子の入れ替え動作を行なう。まず、最初に磁性粒子の排出動作を行い、磁性粒子面が下側の電極よりも下回るまで排出動作を行なう。具体的には、下側の検知電極が電流を検知しなくなると排出動作を停止する。そして、磁性粒子の供給動作を行い、磁性粒子面が上側の電極に達するまで供給動作を行なう。具体的には、磁性粒子の供給動作を開始し上側の電極が所定の電流（閾値電流）を検知した場合供給動作を停止する。
【０１１５】
入れ替え動作の制御フローを図２１を用いて説明する。
【０１１６】
最初の磁性粒子の入れ替え間隔は１００枚であるＰ０＝１００（Ｓ５１）。
【０１１７】
画像出力を開始する（Ｓ５２）。画像形成枚数を積算（以下、ＣＯＵＮＴとする）していく。そして磁性粒子入れ換えの間隔Ｐｉｎｔｅｒｖａｌ（以下Ｐとする）とＣＯＵＮＴとを比較し、ＣＯＵＮＴ≧Ｐであるか判断する（Ｓ５３）。ＣＯＵＮＴ≧Ｐとなった場合、磁性粒子を所定のスピードで排出し、同時に検知電極に流れる電流のサンプリングを行う（Ｓ５４）。下側の検知電極の電流Ｉが０になると磁性粒子の排出動作を停止する（Ｓ５５，Ｓ５６）。サンプリングした電流から、検知電流がゼロになった時点から１２．６秒さかのぼった前の値（電流減少値Ｉｃ）を求める。そして、基準となる電流減少値Ｉｉ（本実施例では３ｍＡ）とＩｃとの差（Δ＝｜Ｉｉ−Ｉｃ｜）を求める（Ｓ５７）。｜Ｉｉ−Ｉｃ｜と、前回の磁性粒子入れ替え間隔Ｐｎと、から式（１）を用いて次回の磁性粒子入れ替え間隔Ｐｎ＋１を求め、Ｐｎ＋１を記憶手段に記憶する（Ｓ５８）。画像形成枚数ＣＯＵＮＴを０にリセットする（Ｓ５９）。磁性粒子の供給動作を開始し（Ｓ５１０）、上側の検知電極に流れる電流Ｉ’が閾値電流以上になるまで供給動作を行なう（Ｓ５１１、Ｓ５１２）。
【０１１８】
（実施例６）
本実施例では、実施例５で説明した電流検知電極を帯電装置の長手方向に複数台設け、印字率の偏った画像を出力した場合に、劣化具合の検知を精度良く行うことが可能な構成とする。
本実施例では、実施例５で用いた検知装置を図１７に示すように長手方向に３つそれぞれ奥、中央、手前に設置した。実施例５同様に、排出動作を行う際の検知電極３６１から検知される電流がゼロまで減少するときの減少率をそれぞれ読み取り、入れ換え頻度をコントロールする。入れ換えを行うタイミングは、最も劣化したと判断される部分に合わせて行うことにする。実施例５の式（１）によって定めた磁性粒子の入れ換え間隔Ｐｉｎｔｅｒｖａｌを３箇所の検知電極でそれぞれ算出し、Ｐｉｎｔｅｒｖａｌの最小値に合わせて次回の磁性粒子の排出・供給動作を行うことにした。
【０１１９】
本実施例において、長手端部５ｃｍをベタ黒印字、残りを白とした画像を１０万枚出力したところ、ベタ黒印字部と白地部の帯電電位のムラはいずれもΔ１０Ｖ程度と偏りなく均一になっていた。
【０１２０】
この他にも、供給装置３５内部に磁性粒子搬送用の供給用スクリュー３５１を長手方向に複数設けて、供給量は対応する位置のそれぞれの電極に流れる電流によって定めるようにしても良い。劣化の進んだ部分に新しい磁性粒子を積極的に供給することで、効率良く撹拌することが期待できる。
【０１２１】
また、排出装置を長手方向に分割すれば、実施例５で説明した磁性粒子の劣化に応じた排出・供給タイミングを各々の位置で最適に行うことができる。劣化した磁性粒子を積極的に排出し、劣化していない磁性粒子を排出しないで済み、余分な剤交換をせずに効率的である。
【０１２２】
（実施例７）
実施例１〜実施例６までに記載した画像形成装置を用いることにより、帯電装置内の導電性磁性粒子を交換するというメンテナンスが不要になり、且つ安定した磁性粒子の量調整を実現することができる。
【０１２３】
本実施例では、さらに本発明が磁性粒子の交換目的以外にも効果を発揮することができる事例について説明する。
【０１２４】
本実施例において、図１３に示す排出及び供給手段を持たない磁気ブラシ帯電器３００を使用する。このような帯電装置の場合、排出及び供給手段により磁性粒子３４の入れ換えを行うことができないが、簡易な構成となりコスト・スペースを抑えることができる。
【０１２５】
磁気ブラシを用いる帯電装置の場合、外乱や制御系トラブル等で磁性粒子３４が外部へ漏れ出す可能性がある。そこで、磁性粒子３４の減少を敏感に察知することができれば、磁性粒子３４が不十分でコート不良あるいは帯電不良が発生する前に、ユーザー側に異常を知らせることができる。本実施例では、磁性粒子３４が減少しコートが不安定な領域に入ると画像形成装置のコントロールパネル３８（警告表示装置）にエラーを表示をすることを特徴とする。
【０１２６】
実施例１〜４同様に、規制ブレード３３上部の粒子溜り領域に検知電極３６５を設置する。そして、粒子溜りの粒子量を電極に流れる電流で検知し、図４で調べたコートが不安定な領域に入るとエラーメッセージを表示する。
【０１２７】
本実施例のように供給手段をもたない場合には、磁性粒子の量を検知し、エラーメッセージを出すことが特に有効である。実施例１〜４の構成においても、排出を行っていない状況下において、急激に磁性粒子の減少を検知した場合には、異常な磁性粒子漏れと予測することができ、エラーメッセージを表示することは有効である。なお、供給手段、排出手段を持つような場合であっても、急激に磁性粒子の減少を検知した場合にはエラーメッセージを出すようにしてもよいことは言うまでもない。
【０１２８】
（実施例８）
本実施例では、粒子溜まりに存在する磁性粒子の量が減少しコートが不安定な領域に入ると、画像形成装置の画像形成を停止させる画像形成停止装置を備えることを特徴とする。本実施例では画像形成停止装置はＣＰＵ３６であり、電流検出装置と兼用させている。
【０１２９】
本実施例では、図１４のように排出及び供給手段を持たない磁気ブラシ帯電器３００に有効である。このような帯電装置の場合、排出及び供給手段により磁性粒子３４の入れ換えを行うことができないが、簡易な構成でコスト・スペースを抑えることができる。
【０１３０】
本実施例では、実施例１〜６同様に、規制ブレード３３上部の粒子溜り領域に検知電極３６５を設置する。そして、粒子溜りの粒子量を検知し、図４で調べたコートが不安定な領域に入ると、画像形成を停止させるようにしている。
【０１３１】
このようにすることで本実施例では、帯電不良による不良画像の発生を防止することができる。なお、供給手段、排出手段を持つような場合であっても、急激に磁性粒子の減少を検知した場合には画像形成を停止するようにしてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】従来例において用いた画像形成装置の模式図
【図２】実施例１において用いた画像形成装置の模式図
【図３】実施例１において用いた磁気ブラシ帯電装置の模式図
【図４】実施例１において用いた磁性粒子充填量に対するコート状態の観察結果の表
【図５】実施例１において用いた本発明の効果確認を行った実験結果のグラフ
【図６】実施例２において用いた磁気ブラシ帯電装置の模式図
【図７】実施例２において用いた磁性粒子の粒子面変化に対する検知電流を示したグラフ
【図８】実施例２において提案した粒子溜り量検知用電極の模式図
【図９】実施例２において提案した各電極形状についての検知電流を示したグラフ
【図１０】実施例３において用いた磁気ブラシ帯電装置の模式図
【図１１】実施例４において用いた磁気ブラシ帯電装置の模式図
【図１２】実施例４において用いた磁気ブラシ帯電装置の模式図
【図１３】実施例７において用いた磁気ブラシ帯電装置の模式図
【図１４】実施例８において用いた磁気ブラシ帯電装置の模式図
【図１５】実施例５において提案した定常排出時の検知電流を示したグラフ
【図１６】実施例５において用いた適正な入れ換え間隔を示したグラフ
【図１７】実施例６において用いた磁気ブラシ帯電装置の模式図
【図１８】実施例１における制御フロー図
【図１９】実施例２における制御フロー図
【図２０】実施例４における制御フロー図
【図２１】実施例５における制御フロー図
【符号の説明】
【０１３３】
１  感光ドラム
２  露光手段
３  コロナ帯電器
３０  磁性粒子の供給・回収手段を備えた磁気ブラシ帯電器
３００磁気ブラシ帯電器
３１  スリーブ
３２  マグネット
３３  規制ブレード
３４  帯電用磁性粒子
３５  帯電剤供給装置
３５１  供給用スクリュー
３６  粒子溜り量検知装置
３６１  実施例１の電流検知電極
３６２  実施例２の電流検知電極
３６３  実施例３の電流検知電極
３６４  実施例４の磁性粒子の抵抗参照用電流検知電極
３６５  実施例５の電流検知電極
３７  磁性粒子回収装置
３７１  回収スリーブ
３７２  スクレーパー
３８  コントロールパネル
４  現像装置
４１  現像スリーブ
５  クリーナー
５１  クリーニングブレード
６  定着器
７  転写装置
８  前露光ランプ
９  スキャナユニット
１０  原稿台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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